一项为期 3 年、价值 500 万美元的全球竞赛，以生成量子计算 （QC） 算法和应用程序以帮助解决现实世界的挑战。
Google Quantum AI、XPRIZE 基金会和日内瓦科学与外交预测者 （GESDA） 基金会宣布了一项为期 3 年、价值 500 万美元的全球竞赛，以生成量子计算 （QC） 算法和应用程序，这些算法和应用程序可以付诸实践，以帮助解决现实世界的挑战。
谷歌总监 Brigitte Hoyer Gosselink 和 Google Quantum AI 量子算法负责人 Ryan Babbush 在发布会上写了一篇文章，“今天开始的比赛旨在生成可以付诸实践的量子计算算法（今天或将来），以帮助实现对社会有益的目标，例如联合国可持续发展目标所描述的目标（可持续发展目标）。该竞赛与Google Quantum AI专注于构建大规模纠错量子计算机和开发有用的量子计算应用程序密切相关，并且它建立在Google.org对将新兴技术应用于大型全球挑战的支持之上，尤其是与可持续发展目标相关的挑战。
毫无疑问，最新的XPRIZE将在不断扩大的量子技术供应商和早期用户/探索者社区中引起人们的兴奋。在比赛开始两年后，XPRIZE将评估所有提交的白皮书，并将里程碑奖从100万美元不等地分配给最多20名半决赛获奖者。“36个月后，评委将选出比赛的获胜者：300万美元分配给最多三名大奖得主;100万美元分配给两个到五个总决赛亚军（由评委自行决定;例如，如果两个总决赛亚军被选中，那么每人将获得50万美元）。（详情见下文准则草案）
XPRIZE的组织者指出了量子计算目前的缺点以及开发应用程序的必要性 - “目前，量子计算机还不够先进，无法解决经典计算机无法解决的现实世界的社会问题。然而，随着技术的进步，相对较少的公司和大学研究人员专注于将量子算法转化为现实世界的应用场景，并评估它们在足够强大的硬件可用后应对全球挑战的可行性。
尽管如此，组织者还是寄予厚望：“XPRIZE量子应用有可能改变我们解决人类面临的一些最大问题的方式，这证明了XPRIZE致力于开拓性和有影响力的创新。该奖项汇集了XPRIZE在设计、发起和执行大型竞赛方面的专业知识，Google Quantum AI在推进量子计算方面的广泛知识和领导力，以及GESDA的全球视野和召集政策制定者和专家创造变革的能力。我们的目标是共同促进一个合乎道德和前瞻性的量子生态系统的发展。
Gosselink 和 Babbush 写道，Gosselink 和 Ryan Babyish，“虽然有很多理由对量子计算的潜力持乐观态度，但我们仍然对这项技术将如何、何时以及针对哪些现实世界的问题一无所知。我们希望设立这个奖项将有助于阐明这些问题——通过激励社区进步并更彻底地预测量子计算对社会的积极影响。
“XPRIZE量子应用将解决当今嘈杂的中级量子（NISQ）处理器（尚不存在）的近期应用，以及未来大规模容错量子计算机的应用。虽然我们相信在NISQ时代会发现一些有用的应用，但一旦我们建造了大规模的量子计算机，量子计算的大部分影响就会到来——我们现在可以识别这些应用，所以我们已经准备好在构建更强大的硬件时部署它们。
XPRIZE组织者列举了以下例子：通过更准确地预测候选药物如何与人体内的蛋白质相互作用来增强药物发现过程;通过改进我们在微分方程中对电感器和电容器进行建模的方式，使电网负载的仿真更加高效;通过帮助我们更好地模拟材料和分子（例如电池或聚变反应堆中的材料和分子），减少碳排放并提高能源效率。
事实上，在所有这些领域都已经做出了努力，例如，原子计算（基于中性原子）与能源部的国家可再生能源实验室合作开展了一个项目，探索电网管理。
以下是指南草案的摘录:
“为了实现量子的变革潜力，有必要推进量子算法的最新技术，科学地评估量子算法为现实世界问题提供的好处，并仔细量化实现这些好处所需的量子硬件要求。XPRIZE Quantum Applications由Google Quantum AI赞助，旨在通过针对可持续发展和社会公益用例的量子应用竞赛来加速这一进程。在两个竞赛阶段，团队将融合量子和领域专业知识，以构思可能影响此类现实世界问题的量子应用。
“获奖作品将最大限度地加速量子算法领域向量子优势迈进，以实现积极的现实世界应用。在确定这一点时，我们的评审团将权衡许多因素，其中最突出的是：
“一个。在拟议的应用领域中，量子优势将产生的积极现实世界影响的预计规模。
“乙。量子优势所需的估计量子资源（即，近期如何？
“C.支持（A）和（B）索赔的证据强度。
“D.提交的新颖性（即引入的“思想三角洲”的规模）。
“我们预计竞争性提交将至少做出以下类型的贡献之一（我们还举了过去五年的一些例子;但是，请注意，这些示例绝不是首选重点领域的表达）：
“1.一种新的量子算法，用于解决具有量子优势的一类新问题。示例：用于张量主成分分析的四次量子加速 （arXiv：1907.12724）。如果不建议目标的实际应用，提交将是不完整的，并且提交会更强大，并有一些估计的量子优势资源。尽管如此，新颖性的重要点。
“2. 展示如何使用现有的量子算法来解决具有量子优势的以前未知的应用。示例 1：使用量子线性系统求解器或哈密顿模拟在模拟经典波 （arXiv：1711.05394） 或耦合谐波系统 （arXiv：2303.13012） 时提供超二次加速。提交的内容会更强大，因为有一些估计的资源可以在现实世界的应用中获得量子优势。示例 2：使用量子仿真更好地设计聚变反应堆 （arXiv：2308.12352）。缺点是量子模拟应用不是特别难找到，而且获得优势所需的资源仍然相当高。
“3. 努力大幅减少量子计算机所需的资源，以达到已经建立的算法/应用的量子优势。示例1：改进的化学算法（arXiv：2011.03494）应用于模拟FeMoCo固氮催化剂。如果资源减少的幅度和思想增量更大，提交会更强。示例 2：改进的拓扑数据分析算法（arXiv：2209.13581 和 arXiv：2209.12887）。一个显着的弱点是，两篇论文都没有确定量子优势可行的问题在现实世界中发生的情况。
根据指南草案，500万美元的奖金将分配如下：
“经过 24 个月的竞争，评委们将审查所有提交的白皮书，并将 100 万美元的里程碑奖平均分配给最多 20 名半决赛获胜者。根据评委的判断，这些奖项可以在有条件的基础上授予，但前提是团队表现出继续开发和推进其解决方案并争夺大奖的承诺。未获得或未角逐里程碑奖的团队仍有资格角逐大奖，由评委自行决定。
“36个月后，评委们将选出比赛的获胜者：
300万奖金，最多三位大奖得主瓜分 100万美元由两到五名总决赛亚军瓜分（由评委自行决定;例如，如果两名总决赛亚军被选中，那么每人将获得50万美元）。
链接到XPRIZE Quantum，https://www.xprize.org/prizes/qc-apps
初步指南链接，https://assets-us-01.kc-usercontent.com/5cb25086-82d2-4c89-94f0-8450813a0fd3/be438f12-70ca-42e6-a381-30ffb52031c2/XPRIZE%20Quantum%20Applications%20Preliminary%20Guidelines_V.01.pdf
链接到 Google 博客，https://blog.google/technology/research/google-gesda-and-xprize-launch-new-competition-in-quantum-applications/
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